2025年高考二輪復(fù)習(xí)化學(xué)選擇題熱點(diǎn)練5無機(jī)化工“微流程”及分析

5.無機(jī)化工“微流程”及分析(分值:27分)學(xué)生用書P259(選擇題每小題3分)1.(2024·山東菏澤二模)工業(yè)上以鈦鐵礦(FeTiO3,其中Ti為+4價)為主要原料制備金屬鈦的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.Ti位于元素周期表中第四周期ⅣB族B.“氯化”時,被氧化的元素有碳和鐵C.制備Ti時,Ar作保護(hù)氣,可用氮?dú)獯鍰.“氯化”時,每生成0.1molFeCl3,轉(zhuǎn)移電子0.7mol答案:C解析:Ti位于元素周期表中第四周期ⅣB族,A正確;“氯化”時發(fā)生的反應(yīng)為2FeTiO3+7Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO,根據(jù)產(chǎn)物判斷被氧化的元素有碳和鐵,B正確;高溫下Ti與N2反應(yīng),由TiCl4制備Ti的過程中,Ar不可換成氮?dú)?C錯誤;根據(jù)反應(yīng)方程式,每生成0.1molFeCl3,轉(zhuǎn)移0.7mol電子,D正確。2.(2024·吉林白山二模)以含鎵廢料[主要成分為Ga(CH3)3]為原料制備半導(dǎo)體材料GaN的工藝如圖所示。已知:Ga和Al的性質(zhì)相似。下列敘述錯誤的是()A.操作X不宜溫度過高B.用NH4Cl固體可替代“脫水”中的SOCl2C.用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)“脫水”產(chǎn)生的氣體含SO2D.不能用如圖裝置吸收“合成”中尾氣答案:C解析:鎵廢料加鹽酸酸溶后,生成GaCl3,蒸發(fā)結(jié)晶得GaCl3·nH2O,含結(jié)晶水,在SOCl2的存在下進(jìn)行脫水得無水GaCl3,無水GaCl3與氨氣反應(yīng)得GaN。操作X是析出GaCl3·nH2O的步驟,Ga3+易水解,溫度過高易生成Ga(OH)3,A項(xiàng)正確;亞硫酰氯(SOCl2)與水反應(yīng)生成SO2和HCl,“脫水”中總反應(yīng)為GaCl3·nH2O+nSOCl2GaCl3+nSO2↑+2nHCl↑,HCl抑制GaCl3水解,氯化銨固體受熱分解產(chǎn)生氯化氫,也能抑制氯化鎵水解,可以用氯化銨替代亞硫酰氯,達(dá)到相同目的,B項(xiàng)正確;“脫水”中產(chǎn)生的氣體含SO2、HCl,二者都能還原酸性高錳酸鉀溶液使其褪色,應(yīng)用品紅溶液檢驗(yàn)SO2,C項(xiàng)錯誤;“合成”中反應(yīng)為GaCl3+NH3GaN+3HCl,尾氣含NH3和HCl,而NH3和HCl均易溶于水,直接通入水中易引起倒吸,應(yīng)考慮防倒吸措施,D項(xiàng)正確。3.(2024·遼寧沈陽一模)清華大學(xué)等重點(diǎn)高校為解決中國“芯”——半導(dǎo)體芯片問題,成立了“芯片學(xué)院”。某小組擬在實(shí)驗(yàn)室制造硅,其流程如圖。已知:Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑。下列說法中錯誤的是()A.點(diǎn)燃鎂條引發(fā)反應(yīng)的過程中,涉及兩種晶體類型的變化B.CO2氛圍是為了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃C.操作2為用去離子水洗滌并烘干D.1mol鎂粉生成MgO和Mg2Si的混合物,轉(zhuǎn)移2mol電子答案:A解析:點(diǎn)燃鎂條引發(fā)反應(yīng)的過程中發(fā)生的反應(yīng)為2Mg+SiO22MgO+Si,2Mg+SiMg2Si,鎂粉為金屬晶體、石英砂和硅為共價晶體、氧化鎂和硅化鎂為離子晶體,涉及三種類型晶體變化,A錯誤;CO2氛圍是為了阻止Si被二次氧化和SiH4自燃,B正確;操作2為用去離子水洗滌并烘干,C正確;1mol鎂粉生成MgO和Mg2Si的混合物,Mg由0價全部變?yōu)?2價,轉(zhuǎn)移2mol電子,D正確。4.(雙選)氮化硅(Si3N4)是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料﹐它硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。合成氮化硅的一種工藝流程如圖所示。下列說法正確的是()已知:SiCl4在潮濕的空氣中易水解,產(chǎn)生白霧A.該流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是NH3B.第③步反應(yīng)不涉及氧化還原反應(yīng)C.1molSiCl4和Si3N4所含共價鍵數(shù)目均為4NA(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)D.第③步反應(yīng)可用氨水代替NH3答案:AB解析:石英砂與炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成粗硅,粗硅中硅單質(zhì)與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SiCl4,SiCl4和氨氣在一定溫度下生成Si(NH)2,Si(NH)2高溫下加熱可得氮化硅,結(jié)合質(zhì)量守恒可知,反應(yīng)還生成氨氣。由分析可知,Si(NH)2高溫下加熱生成的氨氣可以在③中循環(huán)利用,A正確;第③步反應(yīng)中SiCl4和氨氣一定溫度生成Si(NH)2和HCl,不涉及元素化合價改變,不是氧化還原反應(yīng),B正確;1molSiCl4中含有4mol硅氯鍵,而1molSi3N4中含有12mol硅氮鍵,所含共價鍵數(shù)目分別為4NA、12NA,C錯誤;已知SiCl4在潮濕的空氣中易水解,產(chǎn)生白霧,故不能用氨水代替氨氣,D錯誤。5.(2024·吉林省吉林地區(qū)三模)二氧化鍺常用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑以及制備半導(dǎo)體的原料。某大型化工廠提純二氧化鍺廢料(主要含GeO2、As2O3)的工藝如圖,下列有關(guān)說法正確的是()已知:①GeO2與堿反應(yīng)生成Na2GeO3;As2O3與堿反應(yīng)生成NaAsO2;②GeCl4的熔點(diǎn)為49.5℃,沸點(diǎn)為85℃,極易發(fā)生水解。A.Ge在周期表中位于第四周期第ⅥA族B.“氧化”時,離子反應(yīng)為AsO2-+H2O2+2OHAsO43C.“操作1”是蒸餾,“操作2”所用儀器主要為玻璃棒、漏斗、燒杯D.“操作1”加入的鹽酸為7mol·L1,若改成1mol·L1可節(jié)省原料同時不影響產(chǎn)率答案:B解析:廢料堿浸后生成Na2GeO3、NaAsO2,加入過氧化氫溶液氧化除砷,加入鹽酸蒸餾得到GeCl4,加入純水GeCl4水解,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,過濾得到GeO2·nH2O,烘干得到GeO2。Ge在周期表中位于第四周期第ⅣA族,A錯誤;“氧化”時,+3價砷轉(zhuǎn)化為+5價砷,離子反應(yīng)為AsO2-+H2O2+2OHAsO43-+2H2O,B正確;“操作1”是蒸餾,“操作2”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,所用儀器主要為蒸發(fā)皿、鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、玻璃棒、漏斗、燒杯,C錯誤;GeCl4極易發(fā)生水解,若改成1mol·L1的鹽酸,可能造成GeCl4水解6.(2024·山東德州一中三模)以磷肥生產(chǎn)中的副產(chǎn)物氟硅酸(H2SiF6)為原料制備高純氟化鋁,可以解決螢石資源日益匱乏的現(xiàn)狀。其中一種新工藝流程如圖所示:已知:①常溫下,0.05mol·L1H2SiF6溶液的pH為1;②熔點(diǎn):AlCl3192℃,AlF31090℃,SiCl470℃;沸點(diǎn):SiF486℃。下列有關(guān)說法不正確的是()A.AlCl3與AlF3固體晶體類型不同B.氟硅酸與硫酸鈉反應(yīng)的離子方程式為SiF62-+2Na+Na2SiFC.“氣相沉積”工序中,將無水氯化鋁以氣態(tài)形式投入,可以使反應(yīng)更充分,產(chǎn)品純度更高D.含1molH2SiF6的原料最終制得1.2molAlF3,則實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為60%答案:D解析:根據(jù)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)可知,AlCl3為分子晶體,AlF3為離子晶體,A正確;根據(jù)已知①,常溫下,0.05mol·L1H2SiF6溶液的pH為1,可知H2SiF6是強(qiáng)酸,由工藝流程知Na2SiF6為沉淀,因此氟硅酸與硫酸鈉反應(yīng)的離子方程式為SiF62-+2Na+Na2SiF6↓,B正確;“氣相沉積”工序中,將無水氯化鋁以氣態(tài)形式投入,增大了反應(yīng)物間的接觸面積,使反應(yīng)更充分,C正確;該工藝中的轉(zhuǎn)化關(guān)系為H2SiF6~Na2SiF6~SiF4~43AlF3,含1molH2SiF6的原料理論上得到43molAlF3,實(shí)際最終制得1.2molAlF3,則實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為7.(2024·遼寧錦州質(zhì)檢)錳主要用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)錳合金鋼,工業(yè)上由碳酸錳礦粉(主要成分為MnCO3,另含F(xiàn)e3O4、MgO、SiO2雜質(zhì))制備錳的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.“浸渣”的主要成分為SiO2B.“沉鐵”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3MnCO3+2Fe3++3H2O3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑C.“電解”過程中增大溶液中的c(H+),電解效率增大D.該工藝流程中,H2SO4溶液可循環(huán)使用答案:C解析:本題為從碳酸錳礦粉中制備單質(zhì)錳的過程,首先用硫酸溶解礦粉,過濾后得到的濾液中含有錳離子、二價鐵、三價鐵、鎂離子,加入過氧化氫將二價鐵氧化為三價鐵,用碳酸錳沉鐵,隨后用氟化錳沉鎂后,再通過電解得到單質(zhì)錳。碳酸錳礦中只有SiO2不溶于H2SO4溶液,故可知“浸渣”的主要成分為SiO2,A正確;根據(jù)流程可知,“沉鐵”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3MnCO3+2Fe3++3H2O3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑,B正確;“電解”過程中增大溶液中的c(H+),H+會在陰極放電,導(dǎo)致電解效率減小,C錯誤;電解后得到的“電解液”為H2SO4溶液,“酸浸”時需要向碳酸錳礦粉中加入H2SO4溶液,故可知該工藝流程中,H2SO4溶液可循環(huán)使用,D正確。8.(雙選)(2024·山東菏澤外國語三模)四氫鋁鋰(LiAlH4)常作為有機(jī)合成的重要還原劑。工業(yè)上以輝鋰礦(主要成分LiAlSi2O6,含少量Fe2O3)為原料合成LiAlH4的流程如下:已知:金屬氫氧化物沉淀的pH如表所示:物質(zhì)Fe(OH)3Al(OH)3開始沉淀的pH2.34完全沉淀的pH3.76.5碳酸鋰溶解度數(shù)據(jù)如下:溫度/℃10306090濃度/(mol·L1)0.210.170.140.10下列說法錯誤的是()A.為了使獲取的產(chǎn)品較為純凈,a的最小值為6.5B.操作1中加入足量碳酸鈉后,蒸發(fā)濃縮后趁熱過濾,能減少產(chǎn)品的溶解損失C.流程中由LiCl制備Li單質(zhì)時電解得到的HCl可循環(huán)利用于上一步Li2CO3合成LiClD.最后一步合成時原子利用率能達(dá)到100%答案:CD解析:由題給流程可知,輝鋰礦粉與98%濃硫酸共熱反應(yīng)后,過濾得到含有硅酸的濾渣1和含有硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鋰的濾液1;向?yàn)V液1中加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH≥6.5,使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,過濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁的濾渣2和含有硫酸鋰的濾液2;向?yàn)V液2中加入碳酸鈉溶液,將硫酸鋰轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀,過濾得到碳酸鋰沉淀和含有硫酸鈉的濾液3;碳酸鋰經(jīng)過一系列處理制得氯化鋰,電解熔融的氯化鋰制得金屬鋰,金屬鋰與氫氣共熱反應(yīng)生成氫化鋰,一定條件下,氫化鋰與氯化鋁反應(yīng)制得四氫鋁鋰。由分析可知,A正確;由碳酸鋰溶解度數(shù)據(jù)可知,溫度升高,碳酸鋰的溶解度減小,為減少碳酸鋰因溫度降低溶解度增大而造成損失,蒸發(fā)濃縮后應(yīng)趁熱過濾,故B正確;制得金屬鋰的反應(yīng)為電解熔融的氯化鋰生成鋰和氯氣,沒有氯化氫生成,故C錯誤;最后一步合成時發(fā)生的反應(yīng)為一定條件下,氫化鋰與氯化鋁反應(yīng)制得四氫鋁鋰和氯化鋰,原子利用率不能達(dá)到100%,故D錯誤。9.(2024·山東濱州二模)實(shí)驗(yàn)室分離苯甲酸乙酯、苯甲酸和環(huán)己烷的混合物,流程如下。已知:苯甲酸乙酯的沸點(diǎn)為212.6℃;“乙醚環(huán)己烷水共沸物”的沸點(diǎn)為62.1℃。下列說法錯誤的是()A.“操作b”為水蒸氣蒸餾,“操作d”為重結(jié)晶B.乙醚不可用丙酮代替C.操作c需要用到的儀器主要有酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒D.“水相Ⅱ”主要成分有苯甲酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉答案:C解析:由題給流程可知:向混合物中加入飽和碳酸鈉溶液,將苯甲酸轉(zhuǎn)化為苯甲酸鈉,分液得到含有苯甲酸乙酯和環(huán)己烷的有機(jī)相和水相Ⅰ,水相Ⅰ中含有苯甲酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉;向水相Ⅰ中加入乙醚,萃取水相Ⅰ